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什么是默克爾樹(Merkle Tree)?一文讀懂默克爾樹(Merkle Tree)

2023-04-06 15:00:17 | 來(lái)源： | 作者：佚名
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默克爾樹(Merkle Tree)是由Ralph Merkle在1979年發(fā)布的一種算法，至今已有40多年的歷史，是一種通過(guò)零知識(shí)證明的方法讓任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以驗(yàn)證一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的所有數(shù)據(jù)是否正確的方法。

什么是默克爾樹(Merkle Tree)？

1.哈希算法

在了解默克爾樹之前，我們首先要知道哈希算法(Hash)的概念。哈希算法是一種可以將任意長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)輸出為固定長(zhǎng)度的算法，它的優(yōu)勢(shì)是單向加密，也就是說(shuō)沒有辦法把計(jì)算出來(lái)的值反推出原始的數(shù)據(jù)，起到了保護(hù)的作用。像比特幣等數(shù)字貨幣中，也廣泛地使用到了哈希算法，比如知道比特幣的地址，沒有辦法反推出私鑰，但有私鑰就可以生成地址。

2.生成默克爾樹

當(dāng)理解了哈希算法之后，我們就可以開始生成一棵默克爾樹了。首先，我們先為每一個(gè)用戶都創(chuàng)建一個(gè)“葉子”，這個(gè)葉子里是用戶在某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的唯一ID識(shí)別碼以及資產(chǎn)數(shù)據(jù)，Pionex是采用了用戶的userid以及用戶在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)擁有的資產(chǎn)種類和數(shù)量作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。然后我們將這個(gè)葉子里的數(shù)據(jù)，使用哈希算法計(jì)算出一個(gè)哈希值，那么每一個(gè)用戶都擁有了一個(gè)哈希值(如Hash1、Hash2、Hash3…)，這樣我們就有了第一層的樹枝。

接著，我們兩兩組合，把1號(hào)和2號(hào)用戶的哈希值計(jì)算為一個(gè)新的哈希值Hash12，3號(hào)和4號(hào)用戶的哈希值計(jì)算為一個(gè)新的哈希值Hash34，依次類推。這樣我們就有了第二層的樹枝。

接著，我們?cè)侔训诙訕渲锏墓Ｖ翟賰蓛山M合，就生成了一批新的哈希值，比如Hash1234等。

最后，我們一層一層地往上組合，最終我們就會(huì)得出一個(gè)最終的哈希值，稱為根哈希，Hash Root。

到這里，我們就生成了一顆從葉子到根的完整的默克爾樹了。

3.驗(yàn)證機(jī)制

那么這樣的一個(gè)機(jī)制為什么可以驗(yàn)證交易所的資產(chǎn)是否是100%準(zhǔn)備金呢?

假設(shè)今天我是一名用戶，那么我明確地知道自己的賬號(hào)和資產(chǎn)情況，那么我使用標(biāo)準(zhǔn)的哈希算法就可以算出我的哈希值。然后，通過(guò)開源的哈希數(shù)據(jù)，我就可以獲得別人的哈希值，那么我可以通過(guò)自己的哈希值和別人的哈希值去計(jì)算最終的根哈希是什么數(shù)字。如果我算出來(lái)的和平臺(tái)公布的一致，那么說(shuō)明平臺(tái)沒有造假。

這里的核心要點(diǎn)在于，只要有一名用戶站出來(lái)說(shuō)他計(jì)算出來(lái)的哈希值和平臺(tái)給出的哈希值不一樣，那么就代表平臺(tái)有造假行為。因此是通過(guò)了眾包的方式監(jiān)督平臺(tái)在賬目上是無(wú)法作假的。這個(gè)與以太坊上二層網(wǎng)絡(luò)的一些零知識(shí)證明的機(jī)制是異曲同工的。

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